Doğrultu (moleküler biyoloji)

Moleküler biyolojide doğrultu, bir nükleik asit ipliğini oluşturan nükleotitlerin uçuca eklenme yönüyle ilişkildir. Kimyasal adlandırma konvansiyonu gereği, bir nükleotit şeker halkasındaki karbon atomları 1', 2', 3', 4' ve 5' olarak adlandırılır ("1 üssü" vb. olarak okunur). Nükleik asitlerin doğada sentezlenmeleri sırasında büyüyen zincirin bir ucundaki şeker grubunun serbest bir 3' hidroksil (-OH) grubu vardır, öbür ucundaki şekerin ise serbest bir 5'-OH grubu vardır. Bu iki uca, sırasıyla 3' ve 5' uçları denir. Nükleik asidin sentezi sırasında polimeraz enzimi 3'-OH grubuna bir fosfodiester bağı ile yeni bir nükleotit bağlar. Konvansiyon olarak bir iplikli DNA ve RNA dizileri yazılırken bazların kısaltmaları 5'-3' doğrultusunda yazılır.

5' uç
Nükleik asitlerin 5' ("beş üssü" okunur) ucu, bu uçtaki ipliğin bitiş noktasındaki şeker halkasının beçinci karbonuna bağlı olan bir kimyasal grup olmasından dolayı bu şekilde adlandırılır. Eğer 5' uca bir fosfat grubu bağlıysa, bu 5' fosfat ile başka bir nükleotidin 3' hidroksil grubu arasında bir fosfodiester bağı oluşması yoluyla bu iki nükleotit ligasyona uğraması mümkündür.

Ökaryotlarda mesajcı RNA (mRNA)'nın 5' ucu, başlık takma yeridir, bu süreç ergin mRNA oluşumunun önemli bir aşamasıdır. Başlık takma, translasyon sırasında mRNA'yı korur, eksonükleazlar tarafından sindirilmesini engeller. Başlık, bir metilguanozin'in mRNA'ya 5'-5' trifosfat bağlantısı ile bağlanmasıdır.

Bir genin 5' komşu bölgesi genel olarak promotör olarak adlandırılır, burada transkripsiyon kontrolünden sorumlu proteinlerin bağlandığı yerler vardır.

Bir genin 5'-çevrilmez bölgesi (İngilizce 5' untranslated region) mRNA'ya yazılır, mRNA'nın 5' ucundadır ama protein kodlayan diziler içermez. 5'-çevrilmez bölge başlık konumundan başlayıp ATG başlama kodona kadar uzanır. Bu bölge çevrilmese de mRNA'nın çevrilme hızını belirleyen (ribozom bağlanma konumu veya Kozak dizisi gibi) veya mRNA'nın stabilitesini etki eden diziler içerebilir

3' uç
Bir nükleik asit ipliğinin 3' ("üç üssü" okunur) ucu, orada bulunan şeker halkasının 3. karbonundaki hidroksil grubundan dolayı böyle adlandırılır. Bir nükleik asit molekülünün uzaması için 3'-OH grubu gereklidir çünkü eklenen nükleotitlerilerin 5'-fosfatları buraya bağlanır.

3'-hidroksil grubu olmayan bir nükleotit (dideoksiribonükleotit) bir nükleik asidin ucuna eklendiği zaman ona başka bir nükleotit bağlanamaz. Bu kimyasallar gerek dideoksi sonlandırma yöntemi gerek de Sanger yöntemi ile DNA'yı oluşturan nükleotitlerin sırasının belirlenmesinde kullanılır.

Ökaryotların mRNA'sında 3' uç poliadenilasyonun gerçekleştiği yerdir. poliadenilasyonda translasyonun hemen ardından mRNA'ya 50 ila 250 adenozinden oluşan bir zincir eklenir. Bu zincir mRNA'nın yıkıma uğrmadan evvel hücre içinde ne kadar süre varlığını sürdüreceğini, dolayısıyla onldan ne kadar protein üretileceğini belirler.

Genin 3' komşu bölgesi transkripsiyon sırasında RNA'ya yazılır ama RNA'nın işlenmesi süreci sırasında çıkartılır. Bu bölgede genelde mRNA'nın 3' ucunun oluşmasına etki eden diziler yer alır. Bu bölgede ayrıca hızlandıcılar ve protein bağlayıcı başka diziler de bulunabilir.

3' çevrilmez bölge, mRNA'ya yazılıp onun 3' ucunu oluşturan ama protein kodlayıcı diziler oluşturmayan DNA bölgesidir. Stop kodonu ile poli-A zinciri arasından oluşur. Bu bölge mRNA'nın translasyon hızını ve onun stabilitesini belirleyebilir. Bu bölgede ayrıca poli-A kuyruğun eklenmesi için gerekli olan diziler bulunur (AAUAAA dizisi gibi)

Kaynakça

Lodish et al., Molecular Cell Biology, 5th edn., 2004, W.H. Freeman and Company, New York. ISBN 0-7167-4366-3